CN101839807A - 一种多缸发动机的失火检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种失火检测装置及方法，该装置包括转速传感器、处理器以及显示部，所述转速传感器用于检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；所述处理器与所述转速传感器和显示部电连接，用于计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速；分别累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述平均转速相对应的系数，得出判断转速；将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并将判断结果发送至所述显示部进行显示。本发明所提供的该装置和方法可快速、准确地判断出多缸发动机的失火状态。

Description

一种多缸发动机的失火检测装置与方法

技术领域

本发明涉及多缸发动机管理领域，并且尤其涉及多缸发动机的失火检测装置与方法。

背景技术

现有的多缸发动机通过匹配MAP图来保证标定的各个气缸的工况都处于最佳状态(静态最佳)。然而，由于实际工作状态和标准标定状态的不同，常使得多缸发动机的各个缸不能处于最佳状态。而且，在实际工作状态与标准标定状态相差较大时，发动机会出现失火现象，即喷入气缸的燃油并未正常燃烧，导致该气缸在工作循环中并未输出有效功。失火现象是一种非常严重的故障，可能会引发多种危害，例如，混合气体在尾管内燃烧会损坏排气系统；使三元催化系统快速老化，从而降低对有害气体的净化能力；导致污染排放物大幅增加。因此准确地判断发动机是否发生失火显得尤为重要，从而在发动机失火率过高时能够及时地通知用户对发动机进行检修。

发明内容

为克服现有技术缺乏判断发动机是否发生失火并通知用户进行检修的装置，本发明特提供一种失火检测装置。

本发明提供的失火检测装置包括转速传感器、处理器以及显示部，所述转速传感器用于检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；所述处理器与所述转速传感器和显示部电连接，用于根据所述转速传感器所检测的瞬时转速，计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并将判断结果发送至所述显示部进行显示。

另外，本发明还提供一种失火检测方法，该方法包括：检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；根据所检测的瞬时转速，计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并显示判断结果。

本发明所提供的失火检测装置和方法同时考虑了各气缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速，计算过程简单，可快速、准确地判断出多缸发动机的失火状态，且可将判断结果发送至显示部进行显示，以通知用户进行检修。

附图说明

图1为本发明提供的失火检测装置的结构图；以及

图2为本发明所提供的失火检测方法的流程图。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施方式，并配合所附图示，作详细说明如下。

如图1所示，本发明提供一种失火检测装置，该装置包括：转速传感器10、处理器20以及显示部30，所述转速传感器10用于检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；所述处理器20与所述转速传感器10和显示部30电连接，用于根据所述转速传感器10所检测的瞬时转速，计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并将判断结果发送至所述显示部30进行显示。

以变量i来对多缸发动机的缸号进行计数，i取1～C_max。各缸对应的曲轴度数为720/C_max，各缸对应的曲轴角度区间为各缸做功上止点前360/C_max至各缸做功上止点后360/C_max，该区间内的最高瞬时转速记为PeakSpeed，最低瞬时转速记为FootSpeed。通过转速传感器10可测得各缸对应的最高瞬时转速

和最低瞬时转速

可计算得出最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值：

$\mathrm{PeakSpeedSum}={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C_{\max }}{\mathrm{PeakSpeed}}_i$

$\mathrm{FootSpeedSum}={\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{C_{\max }}{\mathrm{FootSpeed}}_i$

之后，计算判断转速：

ThresholdSpeed＝K_Threshold×|FootSpeedSum-PeakSpeedSum|

其中，所述处理器20存储有平均转速与系数的对应关系，K_Threshold的取值可由处理器20根据该对应关系以及转速传感器10所检测的一工作循环区间的平均转速来确定。

之后，对各缸进行失火判断，如果满足下式，则认定该缸出现了失火状态：

$|{\mathrm{FootSpeed}}_{i=1-C_{\max }}-{\mathrm{PeakSpeed}}_{i=1-C_{\max }}|\≤\mathrm{ThresholdSpeed}$

其中，所述平均转速与系数的对应关系是预先标定的，可采用以下过程来对平均转速与系数的对应关系进行标定：(1)针对某一平均转速，调整第一缸不工作，计算得到所有缸的最高瞬时和最低瞬时转速之差，第一缸的转速差必然明显小于其余各缸，此时选取一可区分第一缸与其余缸失火状态的系数范围；(2)依次调整各缸不工作，对上一步得到的系数范围进行调整，直至得到可辨认各缸失火的系数范围；(3)在步骤(2)得出的系数范围内选择一系数，该系数即为对应于所述平均转速的系数；(4)针对不同的平均转速，重复上述步骤(1)、(2)以及(3)，以此得出针对各平均转速的系数。所述平均转速与系数的对应关系可以转速-系数曲线或表的形式存储于处理器20内，处理器20可通过插值算法来计算与平均转速相对应的系数。所述系数的取值范围可为0.01-1000。

其中，所述转速传感器10为任何可检测曲轴转速的传感器，例如可为光电式曲轴位置传感器、磁感应式曲轴位置传感器或者霍尔式曲轴位置传感器。

如图2所示，本发明另提供一种失火检测方法，该方法包括：检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；根据所检测的瞬时转速，计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；分别累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并显示判断结果。

其中，一与所述工作循环的平均转速相对应的系数可通过以下步骤来获取：预先存储平均转速与系数的对应关系(该对应关系可通过上述标定过程过来进行标定)；以及根据该对应关系，确定与所述工作循环的平均转速相对应的系数。

其中，所述系数的取值范围可为0.01-1000。

本发明提供的失火检测装置和方法可快速、准确地判断出多缸发动机的失火状态，并通过显示部30通知用户进行检修。本发明提供的失火检测装置和方法可适用于各种数量气缸的发动机，例如两缸发动机、四缸发动机、八缸发动机。

虽然本发明已由前述优选实施方式加以描述，但所述内容并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中的普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可对本发明作出各种更动与修改。因此，本发明的保护范围当由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种失火检测装置，该装置包括转速传感器(10)、处理器(20)以及显示部(30)

所述转速传感器(10)用于检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；

所述处理器(20)与所述转速传感器(10)和显示部(30)电连接，用于根据所述转速传感器(10)所检测的瞬时转速，计算曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；分别累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并将判断结果发送至所述显示部(30)进行显示。

2.根据权利要求1所述的失火检测装置，其中，所述处理器(20)在一缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值小于或等于所述判断转速时，判定该缸处于失火状态。

3.根据权利要求1所述的失火检测装置，其中，所述处理器(20)存储有平均转速与系数的对应关系，所述处理器(20)根据该对应关系，确定与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数。

4.根据权利要求1、2或3所述的失火检测装置，其中，所述系数的取值范围为0.01-1000。

5.据权利要求1所述的失火检测装置，其中，所述转速传感器(10)为光电式曲轴位置传感器、磁感应式曲轴位置传感器或者霍尔式曲轴位置传感器。

6.一种失火检测方法，该方法包括：

检测曲轴在各气缸所对应的曲轴角度区间内的瞬时转速；

根据所检测的瞬时转速，曲轴在所有气缸做功的整个工作循环区间的平均转速，并确定各缸所对应的曲轴角度区间内的最高瞬时转速和最低瞬时转速；

分别累加一工作循环区间内各缸所对应的最高瞬时转速和最低瞬时转速，得到最高瞬时转速累加值和最低瞬时转速累加值，并将该两者之差的绝对值乘以一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数，得出判断转速；以及

将各缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值与所述判断转速进行比较，以判断哪些缸处于失火状态，并显示判断结果。

7.根据权利要求6所述的失火检测方法，其中，当一缸所对应的最高瞬时转速与最低瞬时转速之差的绝对值小于或等于所述判断转速时，判定该缸处于失火状态。

8.根据权利要求6所述的失火检测方法，其中，一与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数通过以下步骤来获取：

预先存储平均转速与系数的对应关系；以及

根据该对应关系，确定与所述工作循环区间的平均转速相对应的系数。

9.根据权利要求6、7或8所述的失火检测方法，其中，所述系数的取值范围为0.01-1000。

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